RU2236319C2 - Method for profiling thin-web shapes and apparatus for performing the same - Google Patents

Method for profiling thin-web shapes and apparatus for performing the same Download PDF

Info

Publication number
RU2236319C2
RU2236319C2 RU2002131755/02A RU2002131755A RU2236319C2 RU 2236319 C2 RU2236319 C2 RU 2236319C2 RU 2002131755/02 A RU2002131755/02 A RU 2002131755/02A RU 2002131755 A RU2002131755 A RU 2002131755A RU 2236319 C2 RU2236319 C2 RU 2236319C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
profiling
rolls
metal
thin
roll
Prior art date
Application number
RU2002131755/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002131755A (en
Inventor
И.М. Колганов (RU)
И.М. Колганов
В.А. Марковцев (RU)
В.А. Марковцев
П.Н. Куприн (RU)
П.Н. Куприн
С.А. Солдатов (RU)
С.А. Солдатов
Original Assignee
Ульяновский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ульяновский государственный технический университет filed Critical Ульяновский государственный технический университет
Priority to RU2002131755/02A priority Critical patent/RU2236319C2/en
Publication of RU2002131755A publication Critical patent/RU2002131755A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2236319C2 publication Critical patent/RU2236319C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

FIELD: plastic working of metals.
SUBSTANCE: method of profiling thin-web shapes of flat blank comprises steps of bending blank at successive transitions for providing necessary amount of metal on bent portions and further displacing metal in profiling direction at bending flanges; providing desired amount of metal by knurling (during first transition) cross corrugations having constant pitch along the whole width of blank and depth gradually lowering from maximum along width of profiled web until zero in both edges of bent portions of flat blank; displacing metal by expanding cross corrugations during further transitions and suppressing waviness of edges due to equalizing deformation and stress values along the whole cross section of profiled shape. Method is realized with use of apparatus including row of profiling stands arranged according to technological order and mutually joined by means of one kinematic circuit with common drive unit. Each profiling stand has two shafts arranged one over another and supporting profiling rolls. Ends of upper profiling rolls are mounted in sliding sleeves that may vertically move along guides of walls of stand housings. Profiling rolls of first profiling stand are cylindrical ones. Lower metallic profiling roll has constant -pitch riffles with triangular rounded cross section and height h equal to (3 - 5)So or less alternating with smooth segmental surfaces, where So - initial thickness of blank. Upper metallic profiling roll is cylindrical in zone of profiled web of shape; its cylindrical portion smoothly passes to cone in zone of bent flanges. Upper roll is faced along its whole length with elastic material whose thickness is minimum in cylindrical portions and increased in ends.
EFFECT: enlarged manufacturing possibilities of method and apparatus, enhanced quality of shape.
6 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано, в частности, при изготовлении тонкостенных профилей из листовых заготовок профилированием в валках для изделий авиационно-космической техники и строительной индустрии. Заявляемое изобретение направлено на расширение технологических возможностей и повышение качества гнутых из листа профилей.The invention relates to the field of metal forming and can be used, in particular, in the manufacture of thin-walled profiles from sheet blanks by roll profiling for aerospace products and the construction industry. The invention is aimed at expanding technological capabilities and improving the quality of bent from a sheet of profiles.

Известен способ профилирования преимущественно швеллеров (см. а.с. №1754267 СССР, МПК5 B 21 D 5/06, опубл. 15.08.92, бюл. №30), заключающийся в подгибке элементов профиля по переходам с технологическим перегибом части каждой полки профиля шириной (0,25-0,45)b, где b - ширина полки, на угол Δ α с последующим выпрямлением в двух последних переходах.A known method of profiling predominantly channel channels (see AS No. 1754267 of the USSR, IPC 5 B 21 D 5/06, publ. 08/15/92, bull. No. 30), which consists in bending profile elements along transitions with a technological bend of a part of each shelf profile width (0.25-0.45) b, where b is the width of the shelf, at an angle Δ α with subsequent straightening in the last two transitions.

Недостатками данного аналога являются:The disadvantages of this analogue are:

профилирование ведется за девять переходов, что для тонкостенных профилей громоздко, требует повышенного количества оснастки;profiling is carried out in nine transitions, which is cumbersome for thin-walled profiles, requires an increased amount of equipment;

технологический подгиб част полок осуществляется на переходах с третьего по седьмой, что усложняет оснастку;technological hem often shelves is carried out at transitions from third to seventh, which complicates the equipment;

строго регламентированная ширина участка подгибки полки, ее выпрямление на двух последних переходах также усложняет конструкцию валков, а в других случаях качество профилей не гарантируется, наблюдается волнистость кромок полок.the strictly regulated width of the fold zone of the shelf, its straightening at the last two transitions also complicates the design of the rolls, and in other cases the quality of the profiles is not guaranteed, the waviness of the edges of the shelves is observed.

Известен способ изготовления гнутых профилей проката (см. а.с. №795620 СССР, МПК B 21 D 5/06, опубл. 12.01.81, бюл. №2), по которому в целях повышения качества профилей путем предупреждения их продольного скручивания и прогиба, при приложении усилия формовки со стороны валков и дополнительных усилий, прикладываемых к профилю перпендикулярно его стенке, дополнительные усилия прикладываются к профилю в очаге деформации одновременно с усилием формовки.A known method of manufacturing bent profiles of rolled products (see AS No. 795620 USSR, IPC B 21 D 5/06, publ. 12.01.81, bull. No. 2), according to which in order to improve the quality of profiles by preventing their longitudinal twisting and deflection, when a molding force is applied from the side of the rolls and additional forces are applied to the profile perpendicular to its wall, additional forces are applied to the profile in the deformation zone simultaneously with the molding force.

Недостатки способа:The disadvantages of the method:

неопределенность силового воздействия для обеспечения качества профилей;uncertainty of force to ensure quality profiles;

нет гарантии в предупреждении продольного скручивания за счет дополнительных усилий, так как деформация профиля будет определяться точностью и характером воздействия прикладываемого усилия формовки.there is no guarantee in preventing longitudinal twisting due to additional efforts, since the deformation of the profile will be determined by the accuracy and nature of the impact of the applied molding force.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является выбранный в качестве прототипа "Способ изготовления гнутых профилей проката" по а.с. №1068199 СССР, МПК B 21 D 5/06, опубл. 23.01.1984, бюл. №3, по которому с целью улучшения качества профиля путем исключения волнистости полок при изготовлении преимущественно швеллеров с переменной высотой стенки при последовательной подгибке по переходам в месте сопряжения участка постоянной ширины с сужаемым участком выполняют временный поперечный гофр с переменными по его длине размерами поперечного сечения, максимальными на участке будущей стенки профиля и плавно уменьшающимися на участках будущих полок до нуля на кромках, а затем при подгибке полок гофр выправляют с вытеснением избытка металла в продольном направлении.Closest to the technical nature of the claimed is the selected as a prototype "Method for the manufacture of bent profiles of hire" by as No. 1068199 USSR, IPC B 21 D 5/06, publ. 01/23/1984, bull. No. 3, according to which, in order to improve the profile quality by eliminating the undulation of the shelves in the manufacture of predominantly channels with a variable wall height, a temporary transverse corrugation with cross-sectional dimensions that are variable along its length is performed at successive bending along transitions at the place where the constant-width section joins with the narrowed section; in the section of the future profile wall and gradually decreasing in the sections of future shelves to zero at the edges, and then when folding the shelves the corrugations are straightened out with the crowding out metal TCA in the longitudinal direction.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки:The prototype and the claimed invention have the following similar essential features:

последовательная по переходам подгибка;bending sequential in transitions;

обеспечение необходимого запаса металла на подгибаемых участках;ensuring the necessary supply of metal in bending areas;

его последующее вытеснение в направлении профилирования при подгибке полок.its subsequent displacement in the direction of profiling when folding shelves.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

неопределенность в размерах и расположении поперечного гофра, что не гарантирует качество, ибо образуемый запас материала должен соответствовать геометрии поперечного сечения профиля, толщине заготовки и механическим свойствам материала;uncertainty in the size and location of the transverse corrugation, which does not guarantee quality, because the formed stock of material must correspond to the geometry of the cross section of the profile, the thickness of the workpiece and the mechanical properties of the material;

неясно, когда и на каком переходе или переходах осуществляют поперечный гофр и как при подгибке его выпрямляют (постепенно или на последнем переходе и т.д.).it is not clear when and at which transition or transitions the transverse corrugation is carried out and how it is straightened during folding (gradually or at the last transition, etc.).

Известно устройство "Гибочная машина" (а.с. №48-8716 Япония, опубл. 16.03.73, бюл. "Изобретения за рубежом"), которое включает фасонные валки, формующая поверхность которых у одного - в форме выступов, а у другого - канавки, в зазор между ними подается заготовка, подлежащая изгибанию. Зазор изменяют, чтобы он соответствовал исходной толщине заготовки.A device is known "Bending machine" (AS No. 48-8716 Japan, publ. March 16, 73, bull. "Inventions Abroad"), which includes shaped rolls, the molding surface of which in one is in the form of protrusions and in the other - grooves, the workpiece to be bent is fed into the gap between them. The gap is changed to match the original thickness of the workpiece.

Недостатки аналога:The disadvantages of the analogue:

машина выполняет продольные гофры на заготовке, а потому выступы и впадины идут перпендикулярно оси валков;the machine performs longitudinal corrugations on the workpiece, and therefore the protrusions and depressions go perpendicular to the axis of the rolls;

форма выступов и впадин неопределенна, что не гарантирует качество профилирования заготовки при разных материале и толщине.the shape of the protrusions and depressions is uncertain, which does not guarantee the quality of the profiling of the workpiece with different material and thickness.

Известно также "Устройство для изготовления профилей" (см. патент №2148455, МПК B 21 D 5/06 , опубл. БИ №13, 10.05.2000), по которому профили из листовых заготовок изготовляют в чередующихся формующих и тянущих рабочих клетях, каждая из которых входит в одну общую кинематическую цепь, связанную с приводом. Рабочая клеть имеет два вала, расположенных один над другим, на которых жестко закреплены профилегибочные валки (ролики). Верхний вал каждой клети расположен по концам во втулках-ползунах, имеющих возможность перемещаться по вертикали по направляющим щек корпуса клетей.It is also known "Device for the manufacture of profiles" (see patent No. 2148455, IPC B 21 D 5/06, publ. BI No. 13, 05/10/2000), according to which profiles from sheet blanks are made in alternating forming and pulling working stands, each of which is included in one common kinematic chain associated with the drive. The working stand has two shafts located one above the other, on which roll forming rolls (rollers) are rigidly fixed. The upper shaft of each stand is located at the ends in slide sleeves having the ability to move vertically along the guide cheeks of the stand body.

Устройство принято в качестве прототипа.The device is adopted as a prototype.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки:The prototype and the claimed invention have the following similar essential features:

содержит ряд профилирующих по переходам клетей, установленных в технологической последовательности;contains a number of stands milling for transitions installed in the technological sequence;

профилирующие клети связаны единой кинематической цепью с общим приводом;profiling stands are connected by a single kinematic chain with a common drive;

каждая профилирующая клеть имеет два вала, расположенных один над другим, с установленными на них профилирующими валками;each profiling stand has two shafts located one above the other, with profiling rolls mounted on them;

концы верхних профилирующих валков размещены во втулках-ползунах, имеющих возможность перемещаться по вертикали по направляющим стенок корпуса клетей.the ends of the upper profiling rolls are placed in slide sleeves having the ability to move vertically along the guide walls of the casing.

Прототип имеет следующие недостатки:The prototype has the following disadvantages:

сложность кинематической цепи, состоящей из системы зубчатых передач, в том числе с дополнительным внешним зацеплением, что увеличивает потери мощности и снижает КПД устройства;the complexity of the kinematic chain, consisting of a system of gears, including with additional external gearing, which increases power loss and reduces the efficiency of the device;

нет определенности в устранении волнистости по кромкам подгибаемых участков тонкой заготовки (S0≤ 1,0 мм), что не гарантирует качество профилей.there is no certainty in eliminating waviness along the edges of the bent sections of a thin workpiece (S 0 ≤ 1.0 mm), which does not guarantee the quality of the profiles.

Технический результат - расширение технологических возможностей и повышение качества профилей.The technical result is the expansion of technological capabilities and improving the quality of profiles.

Для достижения технического результата заявляемое изобретение "Способ профилирования тонкостенных профилей и устройство для его осуществления" содержит, кроме указанных общих с прототипом признаков, следующие отличительные признаки:To achieve a technical result, the claimed invention "A method for profiling thin-walled profiles and a device for its implementation" contains, in addition to the characteristics common with the prototype, the following distinguishing features:

согласно первому пункту формулы изобретения необходимый запас материала для повышения качества профилей (жесткости) и устранения волнистости по кромкам создают накатыванием поперечных гофр на первом формующем переходе с постоянным шагом по всей ширине заготовки, глубиной, уменьшающейся постепенно от максимальной по ширине будущей стенки профиля до нуля по обеим кромкам подгибаемых участков плоской заготовки; вытеснение запаса металла для последующего выравнивания напряжений и деформаций по сечению (повышения качества профилей) осуществляют раскаткой поперечных гофр на последующих переходах, что позволяет устранить волнистость.according to the first claim, the necessary supply of material to improve the quality of the profiles (rigidity) and eliminate waviness along the edges is created by rolling the transverse corrugations at the first forming transition with a constant step over the entire width of the workpiece, with a depth decreasing gradually from the maximum width of the future profile wall to zero by both edges of the bent sections of the flat workpiece; the displacement of the metal reserve for the subsequent equalization of stresses and strains over the cross section (improving the quality of the profiles) is carried out by rolling the transverse corrugations at subsequent transitions, which eliminates the waviness.

Согласно второму пункту формулы изобретения на последнем переходе тонкостенный профиль калибруют, повышая его качество.According to the second claim, at the last transition, the thin-walled profile is calibrated, increasing its quality.

Согласно третьему пункту формулы изобретения осуществляют профилирование тонкостенных профилей швеллерного сечения, что является наиболее простым, так как сводится к подгибке концевых участков плоской заготовки.According to the third paragraph of the claims, profiling of thin-walled profiles of channel sections is carried out, which is the simplest one, since it reduces to bending of the end sections of a flat workpiece.

Устройство для профилирования тонкостенных профилей из плоских заготовок, кроме общих с прототипом признаков, содержит ряд профилирующих по переходам клетей, установленных в технологической последовательности, связанных единой кинематической цепью с общим приводом; каждая профилирующая клеть имеет два вала, расположенных один над другим с установленными на них профилирующими валками; концы верхних профилирующих валков размещены во втулках-ползунах, имеющих возможность перемещаться по вертикали по направляющим стенок корпуса клетей, имеет следующие отличительные признаки:A device for profiling thin-walled profiles from flat blanks, in addition to the features common to the prototype, contains a number of stands profiling along the transitions installed in the technological sequence, connected by a single kinematic chain with a common drive; each profiling stand has two shafts located one above the other with profiling rolls mounted on them; the ends of the upper profiling rolls are placed in slide sleeves that are able to move vertically along the guide walls of the casing, has the following distinguishing features:

профилирующие валки первой профилирующей клети имеют цилиндрическую форму;profiling rolls of the first profiling stand are cylindrical;

нижний профилирующий валок выполнен металлическим с расположенными с постоянным шагом рифлениями в форме выступов треугольной скругленной формы сечения;the lower profiling roll is made of metal with corrugations arranged with a constant pitch in the form of protrusions of a triangular rounded section;

высота рифлений h≤ (3... 5)S0, где S0 - исходная толщина заготовки, рифления чередуются с гладкими сегментными поверхностями;corrugation height h≤ (3 ... 5) S 0 , where S 0 is the initial thickness of the workpiece, corrugations alternate with smooth segmented surfaces;

верхний профилирующий валок выполнен металлическим, имеет на участке будущей стенки профиля цилиндрическую форму, плавно переходящую в коническую форму на участке подгибаемых полок;the upper profiling roll is made of metal, has a cylindrical shape in the future profile wall section, smoothly turning into a conical shape in the section of foldable shelves;

верхний профилирующий валок облицован по всей длине упругим материалом, толщина которого на цилиндрической части наименьшая, увеличивается к торцам из расчета, что жесткость облицовки уменьшит высоту гофр у торцов до нуля.the upper profiling roll is lined along the entire length with an elastic material, the smallest of which is the smallest on the cylindrical part, increases towards the ends, so that the rigidity of the lining will reduce the height of the corrugations at the ends to zero.

Перечисленные признаки обеспечивают расширение технологических возможностей и качество профилей. Последняя профилирующая клеть выполнена с замкнутым рабочим калибром, имеет повышенную скорость вращения для создания дополнительного усилия растяжения, обеспечивает калибровку выходящего профиля, его правку растяжением, что повышает качество профиля.The listed features provide the expansion of technological capabilities and quality profiles. The last profiling stand is made with a closed working caliber, has an increased rotation speed to create additional tensile forces, provides calibration of the outgoing profile, and corrects it by stretching, which improves the quality of the profile.

Наиболее простым по конструкции предлагаемое устройство будет при изготовлении профилей швеллерного сечения.The most simple design of the proposed device will be in the manufacture of channel profiles.

Между отличительными признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь:Between the distinctive features of the claimed invention and the technical result there is the following causal relationship:

создание поперечных гофров на заготовке обеспечивает необходимый запас материала, на раскатке которых в направлении профилирования часть материала компенсирует неравномерность деформаций по ширине подгибаемых полок и стенке, а часть материала "течет" в уголковые зоны, что повышает жесткость профиля, устраняет кромковую волнистость, а значит, повышает качество изготовляемых профилей;the creation of transverse corrugations on the workpiece provides the necessary supply of material, on the rolling of which in the profiling direction part of the material compensates for the unevenness of deformations along the width of the foldable shelves and the wall, and part of the material "flows" into the corner zones, which increases the rigidity of the profile, eliminates the edge waviness, and therefore, improves the quality of manufactured profiles;

высота рифлений нижнего валка первой формующей пары до 3,0... 5,0 толщины профилируемого материала, постоянство их шага и чередование с гладкими сегментными поверхностями исключает возможность перегибов заготовки, что расширяет технологические возможности (разные высоты рифлений для разных марок материалов и разный шаг) и повышает качество профилей;the height of the corrugations of the lower roll of the first forming pair is up to 3.0 ... 5.0 of the thickness of the profiled material, the constancy of their pitch and alternation with smooth segmented surfaces eliminates the possibility of bending of the workpiece, which expands technological capabilities (different corrugation heights for different grades of materials and different pitch ) and improves the quality of profiles;

облицовка верхнего валка упругим материалом, различная его толщина, делают распределенные деформирующие усилия различной величины по ширине заготовки, благодаря чему гофры получают переменной по их длине формы поперечного сечения глубины, что также расширяет технологические возможности и повышает качество профилей.the facing of the upper roll with elastic material, its various thicknesses, make distributed deforming forces of various sizes along the workpiece width, due to which the corrugations get variable in depth cross-sectional shape, which also extends technological capabilities and improves the quality of profiles.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в профилегибочных станках и станах, волочильно-прокатных установках при изготовлении гнутых из листа тонкостенных широкополочных профилей в машиностроении, строительной индустрии и авиакосмической отрасли для широкой номенклатуры материалов, в том числе труднодеформируемых, в условиях холодной деформации, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию “промышленная применимость".The set of essential features characterizing the essence of the invention can be repeatedly used in roll forming machines and mills, drawing and rolling plants in the manufacture of sheet-walled thin-walled wide-shelf profiles in mechanical engineering, the construction industry and the aerospace industry for a wide range of materials, including difficult to deform, in conditions cold deformation, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of “industrial applicability".

Отдельные отличительные признаки предлагаемого технического решения в той или иной мере известны в литературе:Some distinctive features of the proposed technical solution are more or less known in the literature:

создание поперечных гофров при профилировании листовой заготовки (ас. №1068199);creation of transverse corrugations when profiling sheet blanks (ac. No. 1068199);

раскатывание поперечных гофров (ас. №068199);rolling transverse corrugations (ac. No. 068199);

использование упругой деформирующей среды (полиуретана) широко ведется в заготовительно-штамповочном производстве и т.п.the use of elastic deforming medium (polyurethane) is widely carried out in the blanking and stamping industry, etc.

По имеющимся у авторов сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".According to the information available to the authors, the set of essential features characterizing the essence of the claimed invention is unknown from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на технический результат - новое свойство объекта: совокупность признаков, которые отличают заявляемое изобретение от прототипов, что дает возможность сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".According to the authors, the essence of the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist, since the above influence on the technical result is not revealed from it - a new property of the object: a set of features that distinguish the claimed invention from prototypes, which makes it possible to conclude its compliance with the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На фиг.1 представлена схема профилирования с созданием поперечных гофров и вид валкового устройства сверху; на фиг 2 - сечение А-А на фиг 1; на фиг 3 - сечение Б-Б на фиг 1- элементы конструкции валковой пары первого перехода.The invention is illustrated graphic materials. Figure 1 presents the profiling scheme with the creation of transverse corrugations and a top view of the roll device; in Fig 2 - section aa in Fig 1; in Fig.3 is a section bB in Fig.1 is the structural elements of the roll pair of the first transition.

Способ выполняют следующим образом.The method is as follows.

Плоская заготовка 1 толщиной S0≤ 1,0... 2,0 мм, свободно перемещаемая в направляющих 2, захватывается вращающимися валками 3, 4 первой формующей рабочей клети 5 (фиг.1), где на ней накатываются по всей ширине поперечные гофры (рифления) 6 переменной формы поперечного сечения с постоянным шагом t и глубиной, уменьшающейся постепенно от h=hmax=const по ширине будущей стенки профиля до h=0 по обеим кромкам подгибаемых участков заготовки. При этом заготовка в местах образования гофров практически не имеет утонения, так как валки 3, 4 установлены по осевой плоскости с некоторым зазором и свободно в него втягиваются (фиг.2). На последующих переходах в валковых парах клетей 7, 8 и т.д. (приводных или неприводных) в замкнутых рабочих калибрах валков гофры раскатывают с выравниванием деформации растяжения и напряжений по всему сечению будущего профиля за счет вытеснения материала в направлении профилирования с устранением волнистости кромок получаемого профиля 9.A flat workpiece 1 with a thickness S 0 ≤ 1.0 ... 2.0 mm, freely moving in the guides 2, is captured by the rotating rollers 3, 4 of the first forming working stand 5 (Fig. 1), where transverse corrugations are rolled on it across the entire width (corrugation) 6 of variable cross-sectional shape with a constant pitch t and depth gradually decreasing from h = h max = const along the width of the future profile wall to h = 0 along both edges of the bent sections of the workpiece. In this case, the workpiece in the places of formation of the corrugations has practically no thinning, since the rolls 3, 4 are installed on the axial plane with some clearance and are freely drawn into it (Fig. 2). At subsequent transitions in roll pairs of stands 7, 8, etc. (driven or non-driven) in closed working calibers of the rolls, the corrugations are rolled out with equalization of tensile and stress strains over the entire cross section of the future profile due to the displacement of the material in the profiling direction with the elimination of the waviness of the edges of the resulting profile 9.

Способ осуществляют с помощью устройства (фиг.1), состоящего согласно второму пункту формулы изобретения из ряда профилирующих клетей 5, 7, 8 и т.д. (приводных и неприводных), установленных в технологической последовательности, включающих валки 3, 4, 10, 11 и т д. с профилированной рабочей поверхностью. Валковая пара рабочей клети 5 имеет рифления (накатку) на всей ширине нижнего валка 4 треугольной округленной формы в виде выступов 12. Высота рифлений h=hmax≤ (3,0... 5,0)S0 в зависимости от геометрических характеристик поперечного сечения подгибаемых элементов и механических свойств профилируемой заготовки. Шаг рифлений постоянный. Выступы чередуются с гладкими сегментными поверхностями 14 из расчета обеспечения потребного избытка материала для устранения волнистости профиля по кромкам. Нижний валок 4 полностью металлический цилиндрической формы. Верхний валок 3 из металла имеет цилиндрическую форму на участке будущей стенки профиля (фиг.3), плавно переходящую в коническую форму 15 на участке подгибаемых полок. Валок имеет облицовку упругим материалом 16 по всей длине. Облицовка валка 3, например, полиуретаном различной по длине валка толщины, наименьшей на цилиндрической части, наибольшей по концам. Толщина упругой части зависит от марки материала профилируемой заготовки, ее толщины и упругих свойств материала облицовки. Наружная облицованная поверхность валка 3 цилиндрическая на всей длине. Для настройки на толщину заготовки S0 верхний валок 3 вместе с валом 17 (фиг.1), концы которого заключены во втулки-ползуны 18, может перемещаться по вертикали. Валы рабочих клетей размещены в стенках корпуса устройства, на них между стенками смонтированы валки с профилированными рабочими поверхностями.The method is carried out using the device (figure 1), consisting according to the second claim of the invention from a number of profiling stands 5, 7, 8, etc. (driven and non-driven) installed in the technological sequence, including rolls 3, 4, 10, 11, etc. with a profiled working surface. The roll pair of the working stand 5 has corrugations (knurling) over the entire width of the lower roll 4 of a triangular rounded shape in the form of protrusions 12. The height of the corrugations h = h max ≤ (3.0 ... 5.0) S 0 depending on the geometric characteristics of the transverse sections of bent elements and mechanical properties of the profiled workpiece. The corrugation pitch is constant. The protrusions alternate with smooth segmented surfaces 14 in order to ensure the required excess material to eliminate the corrugation of the profile along the edges. The lower roll 4 is a completely metal cylindrical shape. The upper roll 3 of metal has a cylindrical shape in the area of the future profile wall (Fig. 3), smoothly turning into a conical shape 15 in the area of foldable shelves. The roll is lined with elastic material 16 along the entire length. The lining of the roll 3, for example, with polyurethane of different thickness along the length of the roll, the smallest on the cylindrical part, the largest at the ends. The thickness of the elastic part depends on the grade of the material of the workpiece to be profiled, its thickness and the elastic properties of the cladding material. The outer lined surface of the roll 3 is cylindrical over the entire length. To adjust the workpiece thickness S 0, the upper roll 3 together with the shaft 17 (Fig. 1), the ends of which are enclosed in slide sleeves 18, can be moved vertically. The shafts of the working stands are placed in the walls of the device body; rolls with profiled working surfaces are mounted between the walls on them.

Согласно третьему пункту формулы изобретения последняя (окончательная) валковая пара рабочей клети 8 в устройстве является калибрующей, выполнена с замкнутым рабочим калибром, имеет повышенную скорость профилирования для создания дополнительного растягивающего усилия.According to the third claim, the last (final) roll pair of the working stand 8 in the device is calibrating, made with a closed working caliber, has an increased profiling speed to create additional tensile force.

Устройство работает следующим образом. Вращение от общего привода через систему передач передается на валы профилирующих клетей. Рулонная лента 1 из подающего устройства, через направляющие 2 захватывается приводными валками 3, 4. Валок 3 обжимает тонкую заготовку 1 вокруг рифлений 4. Благодаря его цилиндрической упругой поверхности изгиб заготовки происходит на участке трех рифлений с h=hmax только по диаметральной плоскости валков. Затем гофрированная заготовка подается в приводную валковую пару 7, валки 10, 11 которой имеют гладкую рабочую поверхность и обеспечивают частичную подгибку заготовки на участках будущих полок и раскатку гофров соответственно схеме формообразования.The device operates as follows. The rotation from the common drive through the transmission system is transmitted to the shafts of the profiling stands. The roll tape 1 from the feeding device, through the guides 2, is captured by the drive rolls 3, 4. The roll 3 compresses the thin workpiece 1 around the corrugations 4. Due to its cylindrical elastic surface, the workpiece is bent in the area of three corrugations with h = h max only along the diametrical plane of the rolls. Then the corrugated workpiece is fed into a drive roll pair 7, rolls 10, 11 of which have a smooth working surface and provide partial bending of the workpiece on sections of future shelves and rolling the corrugations according to the shaping scheme.

Благодаря различной жесткости упругой облицовки, гофры на неподгибаемых участках заготовки получают одинаковой формы сечения высотой h=hmax≤ (3,0... 5,0)S0 в зависимости от механических свойств заготовки и постепенно уменьшающейся высоты до h=0 по кромкам, где наибольшая толщина упругой облицовки (наименьшая жесткость), при одинаковом давлении валков на заготовку.Due to the different stiffness of the elastic cladding, the corrugations in non-bending sections of the workpiece receive the same section shape with a height of h = h max ≤ (3.0 ... 5.0) S 0 depending on the mechanical properties of the workpiece and gradually decreasing height to h = 0 along the edges where the greatest thickness of the elastic lining (the smallest rigidity), with the same pressure of the rolls on the workpiece.

Гофры раскатываются как минимум в двух валковых парах с гладкой рабочей поверхностью с постепенной подгибкой полок при изготовлении, например, профиля швеллерного сечения до 90° в калибрующей валковой паре 8, которая за счет повышенной скорости вращения создает дополнительное усилие растяжения, гарантирующее выравнивание деформаций и напряжений по всему сечению профиля.The corrugations are rolled out in at least two roll pairs with a smooth working surface with a gradual folding of the shelves in the manufacture, for example, of a channel profile up to 90 ° in a calibrating roll pair 8, which, due to the increased rotation speed, creates an additional tensile force, which ensures equalization of deformations and stresses along the entire profile section.

Пример. На гибочно-прокатных станках модели ГПС-300М, волочильно-прокатной установке модели ВПУ-120/7,5 отрабатывались предлагаемые технические решения при профилировании заготовок S0=0,5 и 0,8 мм, 1,0 и 1,5 мм из листовых заготовок сплавов Д16АМ, Д16АТ, ОТ4-1, различных сталей при изготовлении валков с рифлениями 2,0 и 4,0 мм. Для облицовки верхних валков первых пар использовали полиуретан марки СКУ-7Л и СП-7. Шаг рифлений через 20 S0. Зазор в валках первой пары на нерифленых участках Z до 0,5S0. Утонение металла в зоне гофр не превышало 1,5... 2,5%. Удалось устранить кромковую волнистость во всех случаях профилирования швеллера размерами стенки и полок 50× 50 мм.Example. On bending and rolling machines of the GPS-300M model, drawing and rolling installation of the VPU-120 / 7.5 model, the proposed technical solutions were worked out when profiling workpieces S 0 = 0.5 and 0.8 mm, 1.0 and 1.5 mm from sheet blanks of alloys D16AM, D16AT, OT4-1, various steels in the manufacture of rolls with corrugations of 2.0 and 4.0 mm. For facing the upper rolls of the first pairs used polyurethane brand SKU-7L and SP-7. Corrugation step through 20 S 0 . The gap in the rolls of the first pair in the non-grooved sections Z to 0.5S 0 . Metal thinning in the corrugation zone did not exceed 1.5 ... 2.5%. It was possible to eliminate the edge waviness in all cases of channel profiling by the dimensions of the wall and shelves 50 × 50 mm.

Заявляемое изобретение "Способ профилирования тонкостенных профилей и устройство для его осуществления" представляет интерес для народного хозяйства, так как позволяет профилировать в холодном состоянии листовые заготовки толщиной до 2,0 мм из широкой номенклатуры металлов с точностью параметров профиля соответственно 10-14 квалитетам. Сочетание процессов прокатки и волочения устраняет не только волнистость кромок, но и снижает пружинение, повышает качество поверхности, делает мелкозернистой структуру металла.The claimed invention "A method of profiling thin-walled profiles and a device for its implementation" is of interest to the national economy, as it allows you to profile in the cold state sheet blanks with a thickness of up to 2.0 mm from a wide range of metals with an accuracy of profile parameters corresponding to 10-14 qualities. The combination of rolling and drawing processes eliminates not only the waviness of the edges, but also reduces springing, improves surface quality, and makes the metal structure fine-grained.

Заявляемое техническое решение не оказывает отрицательного влияния на состояние окружающей среды.The claimed technical solution does not adversely affect the state of the environment.

Claims (6)

1. Способ профилирования тонкостенных профилей из плоских заготовок, включающий последовательную по переходам подгибку с обеспечением необходимого запаса металла на подгибаемых участках и его последующее вытеснение в направлении профилирования при подгибке полок, отличающийся тем, что необходимый запас металла создают накатыванием поперечных гофр на первом формующем переходе с постоянным шагом на всей ширине заготовки глубиной, уменьшающейся постепенно от максимальной по ширине будущей стенки профиля до нуля по обеим кромкам подгибаемых участков плоской заготовки, а вытеснение запаса металла осуществляют раскаткой поперечных гофр на последующих переходах с устранением волнистости по кромкам за счет выравнивания деформаций и напряжений растяжения по всему сечению изготавливаемого профиля.1. A method of profiling thin-walled profiles from flat billets, comprising bending sequentially along transitions with ensuring the necessary supply of metal in the bending sections and its subsequent displacement in the direction of profiling during folding of shelves, characterized in that the necessary supply of metal is created by rolling transverse corrugations at the first forming transition with constant step over the entire width of the workpiece with a depth that decreases gradually from the maximum width of the future profile wall to zero on both edges of the hem aemyh portions of the slab, and the displacement of the metal is rolled stock is carried on the transverse corrugation junctions with subsequent removal of waviness at the edges due to alignment deformations and stretching stresses along the entire cross section of the manufactured profile. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на последнем переходе тонкостенный профиль калибруют.2. The method according to claim 1, characterized in that at the last transition the thin-walled profile is calibrated. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что осуществляют профилирование тонкостенных профилей швеллерного сечения.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the profiling of thin-walled profiles of the channel section. 4. Устройство для профилирования тонкостенных профилей из плоских заготовок, содержащее ряд профилирующих по переходам клетей, установленных в технологической последовательности, связанных единой кинематической цепью с общим приводом, каждая профилирующая клеть имеет два вала, расположенных один над другим, с установленными на них профилирующими валками, концы верхних профилирующих валков размещены во втулках-ползунах, имеющих возможность перемещаться по вертикали по направляющим стенок корпуса клетей, отличающееся тем, что профилирующие валки первой профилирующей клети имеют цилиндрическую форму, при этом нижний профилирующий валок выполнен металлическим с расположенными с постоянным шагом рифлениями в форме выступов треугольной скругленной формы сечения высотой h≤(3...5)S0, чередующихся с гладкими сегментными поверхностями, где S0 - исходная толщина заготовки, а верхний профилирующий валок выполнен металлическим, имеет на участке будущей стенки профиля цилиндрическую форму, плавно переходящую в коническую форму на участке подгибаемых полок, и облицован по всей длине упругим материалом, толщина которого на цилиндрической части наименьшая и увеличена на торцах.4. A device for profiling thin-walled profiles from flat billets, containing a number of cross-profiling stands installed in a technological sequence connected by a single kinematic chain with a common drive, each profiling stand has two shafts located one above the other, with profiling rolls mounted on them, the ends of the upper profiling rolls are placed in slide sleeves having the ability to move vertically along the guide walls of the casing, characterized in that the profiles uyuschie first shaping rolls stand are cylindrical, the lower profiling roll formed metal disposed with a constant pitch corrugations in the form of a rounded triangular shape projections h≤ sectional height (3 ... 5) S 0, alternating with smooth surfaces segment where S 0 - the initial thickness of the blank, and the upper profiling roll is metallic, has a wall at the site of the future profile of a cylindrical shape, smoothly passes into a conical shape in the area to buckle shelves, and lined throughout Line resilient material whose thickness is smallest in the cylindrical portion and is increased at the ends. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что последняя профилирующая клеть выполнена калибрующей с замкнутым рабочим калибром и имеет повышенную скорость вращения для создания дополнительного усилия растяжения.5. The device according to claim 4, characterized in that the last profiling stand is calibrated with a closed working caliber and has an increased rotation speed to create additional tensile forces. 6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что оно предназначено для профилирования тонкостенных профилей швеллерного сечения.6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that it is intended for profiling thin-walled profiles of channel sections.
RU2002131755/02A 2002-11-26 2002-11-26 Method for profiling thin-web shapes and apparatus for performing the same RU2236319C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002131755/02A RU2236319C2 (en) 2002-11-26 2002-11-26 Method for profiling thin-web shapes and apparatus for performing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002131755/02A RU2236319C2 (en) 2002-11-26 2002-11-26 Method for profiling thin-web shapes and apparatus for performing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002131755A RU2002131755A (en) 2004-05-20
RU2236319C2 true RU2236319C2 (en) 2004-09-20

Family

ID=33433208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002131755/02A RU2236319C2 (en) 2002-11-26 2002-11-26 Method for profiling thin-web shapes and apparatus for performing the same

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2236319C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113510187A (en) * 2021-04-29 2021-10-19 中国航发北京航空材料研究院 Method and device for improving sinking forming quality of metal thin-wall section

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113510187A (en) * 2021-04-29 2021-10-19 中国航发北京航空材料研究院 Method and device for improving sinking forming quality of metal thin-wall section
CN113510187B (en) * 2021-04-29 2023-06-23 中国航发北京航空材料研究院 Method and device for improving sinking forming quality of metal thin-wall section

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2236319C2 (en) Method for profiling thin-web shapes and apparatus for performing the same
RU2229352C2 (en) Shaping mill
RU2088355C1 (en) Method of making bent corrugated sections
SU1003962A1 (en) Bent section production method
RU2401170C1 (en) Method of asymmetric cold rolling of pipes
RU2286860C2 (en) Device for making thin-walled sections by forming flat blanks to shaft
RU2270067C1 (en) Reducing rolling mill
SU1480921A2 (en) Tool of rolled shape-bending machine
SU1588460A1 (en) Method of producing roll-formed sections
RU2392073C2 (en) Method of shuttering profile obtainment
SU869909A1 (en) Multistand section bending mill working stand rolls
RU2314173C2 (en) Corrugated-section producing method, shaping mill for performing the same and uncoiler of metal coils
RU2342208C2 (en) Method for production of cold-formed sections of closed type
RU2503516C2 (en) Method of making sections with perforations
RU2002131755A (en) METHOD FOR PROFILING THIN-WALLED PROFILES AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
JP7309581B2 (en) METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING DEFORMED BAR WITH REDUCED VARIATION OF OVAL
RU2201829C2 (en) Method for making u-shaped section
RU2368439C1 (en) Manufacturing method of contour form profile
RU2386508C2 (en) Method for manufacturing of bent thin-wall welded section bars of channel type
Utsunomiya et al. Satellite-mill rolling of U-shaped and H-shaped wires
RU2300436C2 (en) Method for profiling thin-wall sections of flat blanks at preliminary shaping stage and universal apparatus for performing the same
SU1523201A1 (en) Method of rolling tubes on sinking mill and rolling mill tools for effecting same
SU1050774A1 (en) Method of producing bent rolled sections
SU984522A1 (en) Sheet rolling stand rolling roll
RU2333052C1 (en) Method of encasing profile production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041127